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摘要：随着工业的不断发展，人们对新能源的需求更加迫切。如何找到更合理的能源是人类的一个重要课题。基于此，分布式发电及微电网技术作为一种新的发电及电网模式在近年来受到更多重视及研究。本文在分布式发电和微电网定义的基础上，深入分析了分布式发电技术与微电网关键技术，以供参考。
关键词：分布式发电；微电网；关键技术
1分布式发电及微电网定义
1.1分布式发电定义
分布式发电通常是指发电功率在几千瓦至数百兆瓦的小型模块化、分散式、布置在用户附近的高效、可靠的发电单元。主要包括太阳能光伏发电、风力发电、生物质能发电、燃料电池发电等，往往以新能源发电技术为主。
1.2微电网定义
微电网是一种较小规模的分散独立系统，由负荷和微电源组成。它采用了大量的先进电力技术，将燃气轮机或者风电、光伏发电、燃料电池和储能设备等装置整合在一起，直接接入用户侧。微电网可视为大电网中的一个可控单元，它可在数秒内动作，提高供电区域的供电可靠性、降低损耗、稳定电压，还可以提供不间断电源满足用户的特定需求。微电网和大电网的互为备用，可以提高供电的可靠性。
2分布式发电技术分析
2.1太阳能发电技术
太阳能光伏发电技术利用半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能。太阳能光伏发电根据是否并网可以分为独立运行系统和并网运行光伏系统。独立运行的光伏发电系统需要蓄电池作为储能装置，主要用于无电网的边远地区和人口分散地区，如牧场的牧民以及高原地区的移动基站等。在有公共电网的地区，光伏发电系统与电网连接并网运行。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆光伏发电具有不消耗燃料、不受地域限制、规模灵活、无污染、安全可靠、维护简单等优点，但是光伏电池光电转换效率比较低，同时光伏电池的输出功率受日照强度、天气等因素影响，因而光伏发电的成本比较高。
2.2风力发电技术
风力发电技术是将风能转化为电能的发电技术。风力发电作为一种绿色能源有着改善能源结构、经济环保等方面的优势，是未来能源电力发展的一个趋势。风力发电形式可分为离网型和并网型。离网型风力发电机单机功率从几十W到几十kW不等，可以为边远地区的边防连队哨所及海岛驻军等公共电网覆盖不到的地方提供电能。并网型风力发电场通常由多台大容量风力发电机组成，它们之间通过会流母线，链接到到升压变压器进而接入电网实现并网发电。并网型风力发电场具有大型化、集中安装和控制等特点，是大规模开发风电的主要形式，也是近几年来风电发展的主要趋势。但是风能具有很大的随机性、不可预测性和不可控性，风电场出力波动范围通常较大，速度也较快，对电网安全稳定及正常调度运行造成一定的影响。
2.3燃料电池发电技术
燃料电池（FuelCell）是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。燃料电池按电解质可以划分为6个种类，即碱性燃料电池、磷酸盐型燃料电池、熔融碳酸盐型燃料电池、固体氧化物型燃料电池、固体聚合物燃料电池及生物燃料电池。燃料电池具有以下特点：
1）效率高且不受负荷变化的影响；
2）清洁无污染、噪音低；
3）安装周期短、安装位置灵活，可省去配电系统的建设。能量转化效率高，负荷响应快，运行质量高，燃料电池电站占地面积小，建设周期短。但是燃料电池造价昂贵，技术发展还不够完善，并没有开始大规模的应用。
2.4生物质能发电技术
生物质发电是利用生物质所具有的生物质能进行发电的一种发电技术，目前主要包括生物质直接燃料发电、将生物质转化为燃气的气化发电以及沼气发电、生活垃圾焚烧发电技术以及混合燃料发电术等。其关键技术主要包括直接燃烧发电的生物质专用燃烧发电炉技术，生物质气化发电的生物质气化工艺技术、气化焦油裂解技术、生物燃气净化技术等，垃圾焚烧发电的垃圾焚烧技术，焚烧烟气处理技术等。
3微电网关键技术分析
3.1电力电子技术
电力电子技术是分布式发电和储能技术的关键技术之一。清洁能源如风能、太阳能，需要通过电力电子装置向电网输出电能。在微电网工程应用中，需要研究适用于微电网的电力电子技术，开发微电网专用电力电子设备，如电流和电压型并网逆变器、并网静态开关和电能质量控制装置。光伏电池、风机、燃料电池、储能元件、高频燃气轮机都需要通过电力电子装置与电网系统相连。这些变换器既可能是交流-交流装置，也有可能是直流-直流装置，还有可能是逆变器。电力电子装置与传统的旋转发电机组有很大不同，具有响应速度快、惯性小、过流能力弱等特性，这使得微电网系统管理的控制方式比常规发电更加复杂，要求处理时间更快。适用于微电网的电力电子装置，除了具备常规电力电子装置逆变和电能变化功能，还需要具备有功-频率调节、无功-电压调节和谐波补偿功能。静态开关置于微电网与主网间的公共连接点。在主网故障、IEEE1547定义的事件或电能质量时，静态开关使微电网在孤岛运行状态。在上述状态消失时，能恢复与主网连接。静态开关不同于常规电力继电器，需要具备控制处理功能及测量保护功能。静态开关实时监测主网和微电网相关状态量，在微电网与主网同步时闭合，减少对微电网系统冲击等。
3.2通信技术
由于在微电网中使用大量的电力电子装置，微电网故障扩散的速度比常规电网更快，也极易在微电网系统内部引起连锁反应。应用在微电网中的通信技术要求具备更高的通信速率、更高的可靠性和更快的处理能力。微电网系统内部分层分区，需要采集系统层、功能模块层和单元模块层的信息，并相互通信。微电网内部需要容纳不同类型的发电设备和用电负荷，要求开放、标准化和低复杂性的通信协议。
3.3微电网管理和保护技术
微电网系统一般容量相对较小，在孤岛状态运行时对发电设备发电量和负荷波动较为敏感，抗扰动能力差。随着新能源应用规模不断扩大，微电网系统中需要有能量管理单元，对系统进行有效地运行控制与能量优化管理，保证系统稳定可靠运行，提升新能源产业的经济效益。微电网的运行方式与所处的电力市场和能源政策、系统内部分布式电源类型和渗透率、负荷特性和电能质量的约束有关。微电网可以根据上网电价的高低，在电网用电高峰时段向电网输出电能，在用电低谷时段从电网获取电能，获得良好的经济收益。微电网承受扰动能力较弱，在分布式发电所占比例较大时，需要对用电负荷、发电单元和储能单元进行管理和控制，抑制风能、光伏等新能源发电波动和负荷需求波动，维护系统稳定，保障用户用电需求。
4结束语
近年来随着技术进步以及人们对能源需求以及地球环境的认识不断加深，分布式发电和微电网技术有了长足的发展和进度，但是由于仍然有许多技术问题未得到很好解决，使得分布式发电和微电网技术尚未达到可以大规模应用的程度，相信随着研究的深入和技术的进步，分布式发电和微电网技术一定会带来一场能源领域的革命，一定会有更广阔的应用前景和未来。
参考文献：
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[3]戴上，张焰，祝达康．含有微电网的配电网规划方法[J].电力系统自动化，2010，34（22）：41-45．
作者简介：
杨振习（1983.9），男，山东济南人，西南交通大学电气工程及其自动化本科，电气工程师，单位：力诺电力集团股份有限公司
李晓林（1989.3—），男，山东潍坊人，山东轻工业学院电气工程及其自动化专业本科，电气工程师，单位：力诺电力集团股份有限公司
殷海霞（1974.3—），女，山东济南人，滨州学院电气工程与自动化专业本科，电气工程师，单位：力诺电力集团股份有限公司
论文作者:杨振习,李晓林,殷海霞
论文发表刊物:《电力设备》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/18
标签：电网论文; 分布式论文; 技术论文; 燃料电池论文; 电能论文; 系统论文; 光伏论文; 《电力设备》2017年第31期论文;